忻州市云中河景觀橋方案設計

賴亞平，鄧 宇，安金星，肖敏毅

(林同棪國際工程咨詢(中國)有限公司，中國 重慶401121)

1 項目背景

云中河位于山西省忻州市的北側。目前正在實施的“云中河治理工程”將使云中河形成一個大的生態綠地系統，兩岸濱河景觀帶將成為忻州人民休閑的主要場所。云中河整體景觀采用自然形式，結合生態美化，分別設置臺階、自然草坡、碧水沙灘、自然疊石、親水平臺等斷面形式。依托忻州地區的自然山水及景觀資源，架構起“山、水、林、路、城”的點線面有機整體，營造服務于市民及游客的濱水開放空間，體現“新生活，新景觀”的空間特征。

擬建的跨云中河橋梁工程不僅是連通云中河兩岸路網的重要通道，而且是云中河重要的景觀節點。該項目是2012年忻州市中心城區“七路“四橋”“五館”“一院”重點工程之一。

依據忻州城區的整體規劃，綜合考慮周邊環境、旅游功能和客觀條件等因素，擬建的蘆芽山路橋、傅山路橋和云中山北路橋分別位于3條南北向主干路——蘆芽山路、傅山路和云中山北路上。沿云中河由東向西依次為蘆芽山路橋、傅山路橋、云中山北路橋。3 座橋間距分別為1.4 km 及2.65 km［1］，見圖1。

圖1 云中河景觀橋工程總體布置Fig.1 Master plan of Yunzhong River

2 地域名勝古跡與忻州歷史文化

2.1 名勝古跡

忻州市是晉中經濟區北部中心城市之一，是以旅游度假服務和輕型工業為主的綜合性城市，位于省會城市太原以北約75 km。

忻州市有著壯麗的自然風光和眾多的歷史文物古跡。山、水、廟、關、林、泉、洞等名勝古跡遍布全市，有五臺山、蘆芽山、趙杲觀、禹王洞4座國家級森林公園，有歷史上著名的雁門關、楊家祠堂、阿育王白塔、寧武關、偏頭關，有八路軍總部遺址，有舊中國最大的封建官僚私邸閆錫山故居，有黃河娘娘灘、寧武天池、萬年冰洞等一大批旅游景點。其中，最著名的當屬已被列入《世界遺產名錄》，位列全國4大佛教名山之首的佛教圣地五臺山和國家級AAAA級旅游風景區，居“天下九塞”之首的萬里長城古塞雁門關。

2.2 忻州歷史文化

忻州古稱秀容，歷史文化悠久。忻州城始建于東漢建安20年(215年)，至今已有將近1 800年的歷史。歷代多為郡、州治所 ，險關要塞，人杰地靈，商賈往來，兵家必爭，故有“晉北鎖鑰”之稱。

忻州歷史文化積淀深厚，古代建筑藝術源遠流長。目前世界上僅存的5座唐代古建筑，4座在山西，而其中有2座均在忻州，1座是位于忻州市五臺縣西南的李家莊、中國現存最古老的唐代木結構建筑，堪稱唐代雕塑藝術的珍品的南禪寺;另1座是位于忻州市五臺縣的佛光新村、中國現存排名第2早的木結構建筑、具有高度歷史藝術價值的珍貴文物佛光寺。

位于忻州市代縣縣城以北約20 km處的雁門山中的雁門關，則是世界文化遺產萬里長城的重要組成部分、全國重點文物保護單位，是歷史上最為悠久、經歷戰事最為頻繁、知名度最高、影響面最廣的古關隘，被譽為“中華第一關”。

3 總體方案構思

3.1 設計理念

根據云中河區域的橋梁布局來看，目前僅靠已建成的七一路橋連接兩岸地區，跨河通道已嚴重制約了云中河兩岸的發展。本項目新建的3座橋梁橫跨云中河，建成后將是忻州最主要的南北通道，不僅可以解決交通問題，同時也將成為濱河人文風光帶的重要組成部分，將為忻州市居民健身、休憩、旅游休閑提供更多的舒適宜人的場所，有效提高片區和城市的宜居生活品質。

因此，在方案設計中，提出如下設計理念:把橋梁的景觀造型和結構形式與周邊環境協調統一作為設計的基本原則。以簡約、美觀、適用的結構形式展現忻州城市風貌和建設水準，力求現代橋梁設計理念與區域傳統特色文化相融合，體現景觀特色與功能和諧統一，滿足城市發展定位要求，展示城市建設風貌并提升城市形象［2］。

3.2 方案構想基本思路

綜合考慮項目設計要求、目標及邊界條件，分析并確定本項目具體設計思路如下:

1)處理好自身景觀與整體環境景觀的關系，努力做到風格相融的基礎上保持橋梁自身景觀的標志性和獨立性。

本項目為景觀橋梁工程，景觀設計在項目中會占很大的一個比例，橋梁自身要成為地標性建筑，就必須在外觀上與周邊環境能夠有明顯的區分，結構也需要有足夠的體量才能表現出自身的標志特征，這就要求結構能夠單獨成為區域環境的焦點［3］。由于橋梁兩側連接的均為規劃中的云中河景觀岸線，將打造成為居民活動的濱河風光風景帶，因此橋梁方案本身也不能在整體環境中顯得過分突兀，設計風格應結合濱河風光帶的整體景觀一起考慮，能夠融入環境，成為濱河人文建筑的有機組成部分。橋梁景觀設計既要做到能獨自成景，又要相融于環境［4］。

2)滿足城市空間規劃發展要求，兼具歷史文化的傳承，做到橋梁藝術與忻州歷史文化的有機結合。

忻州歷史悠久，人文薈萃，擁有豐厚的歷史文化遺產。在景觀橋梁的設計過程中，我們將借鑒吸收忻州已有的歷史文物古跡的特點，努力打造富有忻州本土文化特色的經典橋梁建筑結構，見圖2。

圖2 云中河景觀橋工程方案設計思路示意Fig.2 Design concept of Yunzhong River landscape bridges

方案設計中，首先考慮橋梁的經濟性，采用最適宜橋位使用的橋型方案和布跨。在保證經濟合理、盡量節約造價的前提下，結合對云中河治理總體規劃要求，重點考慮橋梁的景觀設計。根據橋位具體特點，提出兩種不同風格的橋型方案:一種是從造型藝術和結構創新出發，以簡約、優雅的造型體現結構美的現代風格橋梁方案;另外一種是從傳承文化，融合忻州地區古建筑元素，彰顯本地文化底蘊的古典風格橋梁方案。

現代風格橋梁方案主要以動感、大氣、簡潔、流暢的橋梁造型體現城市的現代感［5］。橋梁景觀的標志性、協調性及現代感，能夠與忻州市新興發展充滿活力與激情的城市特性相匹配。

古典風格橋梁方案主要從以下兩個方面表現:

1)文化傳承。重構忻州昔日名勝古跡、險關要塞的雄姿，低調中表現出晉地的華美與優雅。

2)藝術表現。力求整體韻律，達到沉穩大氣的境界。

4 橋型方案選擇

忻州市跨云中河景觀橋梁的方案設計究竟選用何種橋型合適，需考慮以下3個因素。

4.1 地形、河道等控制因素

擬建跨云中河景觀橋梁工程橋位區現場地勢平坦，周圍基本上沒有建筑物。河道屬于季節性河流，非行洪期間地表高于常水位，河道治理完畢后將采用橡膠壩分段蓄水，橋位區河面視野開闊，橋位區域水文條件簡單、橋梁孔跨布置必須滿足水利、防洪、橋梁合理跨度等方面的要求。

4.2 橋梁跨徑分析

擬建跨云中河景觀橋梁工程橋梁跨度選擇主要取決于橋下凈空功能的需求、河道水文條件情況、行洪要求、橋梁上下部結構經濟性、工程總體景觀效果等因素。南云中河治理完成后河道寬度約在90～120 m左右，河道沒有通航的要求。因此橋梁的跨度可考慮在60～100 m之間。

4.3 橋型與天際線之間的關系

從景觀角度考慮，拱橋、懸索橋和斜拉橋各有特點，從橋梁天際線關系中可以看出:拱橋與懸索橋相似，都屬于線條比較柔和的橋型。從與環境協調的角度，拱橋與懸索橋橋面以上構筑物高度適中，拱肋或主纜的線型均為優美的弧線，雖然兩者一正一反，卻都能表達相同的韻味，是與此地環境協調的橋型［6］。

圍繞前述的橋梁建設影響因素，所選擇的方案應布置合理、施工方便快捷，既能滿足當地的發展需要，體現與時俱進的風格;又能充分反映自身特點。從經濟合理、節省投資的角度考慮，橋跨不宜過大，但從景觀上的要求，橋跨也不宜過小［7］。在方案比選時，通過從國內外已修建的各類橋型廣泛入手，對梁式體系、拱式體系、剛架體系、索纜體系以及他們的組合體系進行了綜合分析，推薦蘆芽山路橋采用梁橋方案、傅山路橋采用下承式拱橋方案、云中山北路橋采用上承式連拱拱橋方案，見圖3。

圖3 云中河景觀橋工程橋型方案總體布置Fig.3 Master plan of bridge type over Yunzhong River

5 橋梁方案設計

5.1 蘆芽山路橋

蘆芽山路橋以“忻城古韻”為設計主題，該方案是一座古典風格的梁橋，在橋梁主墩和橋臺處人行道兩的側設置亭臺與閣樓，供游人憑欄遠眺、休憩游玩，與濱河公園優美的風景融合在一起，打造一幅忻州城優雅的古景。

本方案設計靈感來源于忻州獨有的唐代古建筑，從唐代古建筑的代表南禪寺、佛光寺和城門樓中得到啟發，通過在大橋橋側仿古建筑中，運用木制斗拱、輕靈飄逸的歇山、飛檐，將精美繁復的木作構件應用到橋梁上，既再現了忻州悠久的歷史，又突出了忻州悠遠的文化傳承，見圖4。

圖4 蘆芽山路橋白景效果圖Fig.4 Rendering of Luyashan Bridge(daytime)

蘆芽山路橋采用3跨變截面預應力混凝土連續梁橋方案，橋跨布置為(70+100+70)m。橋面采用雙向6車道加兩側各設一條公交專用車道，在車行道外側設非機動車道、人行道的技術標準。橋面布置為2×［3 m(人行道)+4.0 m(非機動車道)+0.35 m(防撞護欄)+14.25 m(車行道)］=43.2 m。

本橋主梁結構為3跨變截面預應力混凝土連續梁，雙幅結構形式，在中分帶處兩幅主梁的橋面板之間設混凝土后澆帶，將兩幅橋的主梁連為一體。主梁根部梁高5.6 m，跨中高度2.5 m，梁底曲線采用二次拋物線。單幅箱梁采用單箱三室直腹板式斷面，頂寬21.35 m，底寬15.8 m，外側懸臂長3.5 m，內側懸臂長2.05 m。

下部結構基礎采用群樁基礎，橋墩采用整體式橋墩，橋臺為輕型橋臺，見圖5。

在大橋的主墩和橋臺處的兩側人行道外側各設一對橋側仿古建筑。仿古建筑的基礎采用群樁基礎，臺座采用鋼筋混凝土薄壁框架結構，外用石材飾面，橋面以上的仿古建筑為仿唐代木結構古閣樓。

橋臺處的仿唐代木結構古閣樓，形制為單層3間3進的九脊布瓦頂建筑，柱頭鋪作用單抄單拱偷心造，建筑總高7.84 m，單座建筑面積為85 m2。橋墩處的仿唐代木結構古閣樓，面闊進深各3間，外觀為2層樓閣，內部結構為3層，上層與暗層的柱子采用插柱造做法，柱子層層向內收進，上層采用九脊布瓦頂，下層為腰檐平座。總高16.16 m，單座建筑面積為 270 m2，見圖6。

圖5 蘆芽山路橋橋型布置Fig.5 General layout of Luyashan bridge

圖6 蘆芽山路橋主墩處橋側仿古建筑立面布置Fig.6 Layout of pseudo-classic architecture beside Luyashan Bridge

橋側仿古建筑氣勢宏偉，突出了一個“唐”字的特點，在建筑造型上，體現出了出檐深、舉架平、角不起翹、椽為梭形、不加飛，窗為直欞窗、瓦為蝴蝶瓦、吻為鴟尾吻等特點，準確地再現了唐代建筑的風格與特征。

5.2 傅山路橋

傅山路橋以“鯤鵬展翅”為設計主題，寓意“鯤鵬展翅、忻州騰飛”。該方案是一座現代風格的拱橋。主拱與副拱相互交錯的圓弧造型，簡潔、優雅、大氣;空間變化的拱肋動感十足，表現出極強的現代氣息。外傾的主拱和內傾的副拱，豐富了橋面空間，使其無論從何角度看上去都似鯤鵬振翅騰飛的羽翼，寓意著忻州在發展的道路上越飛越高，見圖7。

圖7 傅山路橋白景效果圖Fig.7 Rendering of Fushan Bridge(daytime)

傅山路橋采用5跨復式鋼箱系桿拱，下承式拱-梁組合橋方案，橋跨布置為(30+30+90+30+30)m。橋面采用雙向6車道加兩側各設一條公交專用車道，在車行道外側設非機動車道、人行道的技術標準。結合主拱外傾的造型，橋面采用變寬設計，由橋頭兩側的標準寬43.5 m按圓弧線漸變為跨中最寬59.0 m，標準段的橋面布置為2×［3 m(人行道)+4.0 m(非機動車道)+0.5 m(防撞護欄)+14.25 m(車行道)］=43.5 m;跨中橋面最寬處的橋面布置為2×［4.25 m(外側吊索區)+3 m(人行道)+4.0 m(非機動車道)+3.5 m(內側吊索區)+0.5 m(防撞護欄)+14.25 m(車行道)］=59.0 m，見圖8。

圖8 傅山路橋橋型布置Fig.8 General layout of Fushan Bridge

主拱采用鋼箱拱，倒梯形截面，頂寬2.0 m，底寬1.4 m，高1.8 m。拱軸線為二次拋物線，主拱跨度為90 m，主拱面內矢高約35 m，向外傾斜角度22.5°。副拱也采用鋼箱拱，倒梯形截面，頂寬1.4 m，底寬1.0 m，高 1.4 m。拱軸線也為二次拋物線，副拱跨度為150 m，拱面內矢高約12 m，向內傾斜角度22.5°。主拱設14對吊索，副拱設12對吊索，吊索水平間距6 m。主、副拱均為無推力結構，在拱腳處設置水平系桿索平衡拱的水平推力。

主、副拱通過設置鋼-混凝土結合段固結于混凝土拱座上。主、副拱起拱段鋼結構伸入拱座混凝土，采用PBL剪力鍵與混凝土相連接。同時，鋼拱錨座四周設置預應力鋼絞線，通過施加預應力使拱座內混凝土均勻受壓。

主梁采用5跨預應力混凝土連續箱梁，單幅結構形式，主梁斷面采用單箱五室截面，底板 寬度27.5 m，頂板寬度由43.5 m 漸變至 59.0 m，橋面寬度的變化通過變頂板寬度實現。主梁采用變梁高的形式，主拱拱角處的主梁高4 m，主跨跨中梁高2.5 m，邊跨梁高2 m，主梁底緣按二次拋物線漸變。

下部結構基礎采用群樁基礎，橋墩除主拱拱腳下的橋墩采用整體式橋墩，其余橋墩采用單柱式橋墩，橋臺為輕型橋臺。

5.3 云中山北路橋

云中山路橋以“雁門雄關”為設計主題，將雁門關古城墻的記憶與符號融入此橋的設計，該方案是一座古典風格的拱橋。橋身結合古城墻青磚灰瓦的厚重風格，采用青磚與石材的紋理飾面、體現出橋梁的雄渾、大氣、穩重。橋頭堡以雁門關長城烽火臺、敵樓為設計原型，欄桿設計也沿襲了城墻的造型，主墩處設有便于洪水通過的拱洞，形同古城墻上的拱門，其目的是為了詮釋忻州悠久的歷史，見圖9。

圖9 云中山北路橋白景效果圖Fig.9 Rendering of Yunzhongshan Bridge(daytime)

云中山北路橋采用5跨上承式連拱橋方案，橋跨布置為(35+40+60+40+35)m。橋面采用雙向6車道加兩側各設一條公交專用車道，在車行道外側設非機動車道、人行道的技術標準。橋面布置為2 ×［3.5 m(人行道)+4.0 m(非機動車道)+0.5 m(防撞護欄)+14.25 m(車行道)］=44.0 m。

為減輕結構自重，云中山路橋主體結構為空腹式拱橋，通過對橋梁外立面進行裝飾后形成實腹式拱橋造型。

主拱為5跨鋼筋混凝土連拱，拱軸線為懸鏈線。拱圈為箱形截面，單幅拱圈總寬度為14.6、60 m;主跨和40 m次邊跨拱圈高度為1.0 m;35 m邊跨拱圈高度為0.8 m。主拱、次邊拱、邊拱的矢跨比分別為1/8.353、1/5.961 3、1/6.174。拱上建筑采用空腹式現澆鋼筋混凝土連續板，采用立柱支撐橋面板，其間距為5 m，橋面板厚25 cm，每隔5 m在立柱頂的位置處設置一道橫隔板，見圖10。

為使橋梁整體外觀呈現出實腹式拱橋造型，在拱圈邊緣設立墻。在單幅橋拱圈的兩側均設置，厚度為15 cm，立墻外表面與立柱外表面平齊，立墻下端與拱圈固結，頂端及側面與橋面板及立柱均設有2 cm變形縫，縫中填塞橡膠板。

橋梁下部結構采用拱座接承臺+群樁基礎，橋臺為重力式U型橋臺接群樁基礎。

圖10 云中山北路橋橋型布置Fig.10 General layout of Yunzhongshan Bridge

在大橋兩端的橋頭各設一對橋頭仿古建筑。在A0橋臺處設敵樓一對(敵樓在古代的主要軍事功能是讓士兵避免暑雨秋霜之苦，保護彈藥武器不被雨淋)，敵樓平面呈方形，底部尺寸為(9.76×9.76)m，頂部尺寸為(7.3 ×7.3)m，基部石砌，上部磚砌，上、中、下3層，為磚石混合結構，橋面以上高9.84 m，總高15.24 m，單座建筑面積240 m2。在A5橋臺處設烽火臺一對(烽火臺為長城的附屬設施，是釋放煙火信號的高臺)，烽火臺平面呈方形，底部尺寸為(6.9 ×6.9)m，頂部尺寸為(5.8 ×5.8)m，基部石砌，上部磚砌，單層，磚石混合結構，外側設馬道，橋面以上高6.91 m，總高12.12 m，單座建筑面積48 m2。橋頭仿古建筑的基礎均采用群樁基礎。

6 橋梁夜景照明設計

通過對橋梁夜景亮化，進一步提高了3座跨云中河景觀橋的觀賞價值。合理的夜景照明設計不僅能充分表現大橋的宏偉壯觀，還能增加橋上行車的安全性。

蘆芽山橋夜景照明設計主要體現橋梁的復古風格。景觀照明的重點是突出閣樓、欄桿、橋腹的照明亮化，見圖11。

圖11 蘆芽山路橋夜景景觀照明效果圖Fig.11 Rendering of nightscape lighting of Luyashan Bridge

仿古閣樓瓦屋面采用大功率LED射燈，安裝于屋檐口，順瓦溝的方向斜向上照亮整個瓦屋面;檐口下部和墻面采用大功率LED線性洗墻燈，烘托檐口內部空間。橋梁欄桿采用貼片式(SMD)LED線性洗墻燈，安裝欄桿基座外側，向上照亮欄桿外立面，以勾勒出橋梁平直延伸的形態，誘導出橋梁的跨越功能;同時在欄桿立柱基座處設置LED點光源，以動態場景增添節假日的歡快氣氛。

主梁底部的照明采用大功率LED線性洗墻燈，向下向內照亮橋腹外側;采用大功率LED投光燈安裝在閣樓基座與橋腹部相接的部位，相向照亮橋腹，重點烘托橋梁渾厚雄壯的結構美，見圖12。

圖12 傅山路橋夜景景觀照明效果圖Fig.12 Rendering of nightscape lighting of Fushan Bridge

傅山路橋夜景照明設計著重于用光烘托其結構特征，體現橋梁的現代感。景觀照明的重點是突出橋梁優美的輪廓外型。根據傅山路橋的特點，景觀照明重點分為兩個主拱、副拱、拉索和橋腹4個部分。

采用安裝在橋面大功率LED投光燈，順拉索的方向斜向上照亮主拱的底面和側面;采用安裝在橋面大功率LED線性投光燈，向上照亮副拱底面和側面;拉索上布設LED抱箍燈，間距0.5 m，以表現動態變化的場景，增添節假日氣氛。

采用大功率LED線性洗墻燈，向下向內照亮橋腹外側，采用大功率投光燈，安裝在兩岸橋臺與橋腹相接的部位和拱座與橋腹部相接的部位，相向照亮橋腹，重點烘托橋梁渾厚雄壯的結構美。沿主梁的邊緣設置SMD線性洗墻燈，勾畫橋梁平直延伸的形態，誘導出橋的跨越功能和其連續流暢感。

云中山路橋夜景照明設計著重表現仿城墻式欄桿和橋頭仿古建筑的復古風格。景觀照明的重點是突出仿城墻式欄桿的瞭望口、射孔，以及橋頭堡、橋腹和拱座，見圖13。

圖13 云中山北路橋夜景景觀照明效果圖Fig.13 Rendering of nightscape lighting of Yunzhongshan Bridge

仿城墻式欄桿的瞭望口和射孔采用LED圓形地埋燈，鑲嵌在瞭望口、射孔下部，向上照亮整個內部空間;采用大功率LED線型投光燈，照亮橋頭堡外墻。橋腹外側采用大功率LED線性洗墻燈，向下向內照亮橋腹外側;采用投光燈，安裝在拱座處，照亮主拱，重點烘托橋梁渾厚雄壯的結構美。泄洪小拱采用大功率LED線型投光燈照亮其內部空間。

3座橋的橋梁夜景照明設計同時兼顧景觀亮化和節能的原則，分別按節假日模式、日常模式和節能模式進行設計。

7 結語

在全球化“趨同”的浪潮下，景觀橋梁設計應具有個性，避免“放之四海而皆準”的雷同效果。因此，在景觀橋梁設計中反映城市特色、體現地域文化、展示時代風貌的就顯得尤為迫切。

景觀橋梁設計應注重對當地文化和歷史文物古跡的元素符號的提煉，體現人文或自然環境的“形”與“神”，并把周圍客觀存在的“境”與主觀構思的“意”相融合。

景觀橋梁設計可以契合地域特征為邏輯起點，以結合歷史文化精髓為發展脈絡，使橋梁蘊含特定的地域文化內涵，使之成為散發著時代氣息、傳承歷史文脈的標志性建筑。

綜上所述，隨著時代的發展和技術的進步，景觀橋梁的設計，應力圖讓功能、美學、文化傳承與工藝、技術方面達到統一。

［1］太原市市政工程設計研究院，林同棪國際工程咨詢(中國)有限公司設計聯合體.山西省忻州市云中河景觀橋梁工方案設計文件［R］.太原:市政工程設計研究院和林同棪國際工程咨詢(中國)有限公司設計聯合體，2012.

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